книги / Промежуточные приводы ленточных конвейеров

приводной), по аналогии может быть определен следующим

Величины Р ' и Р" пропорциональны радиусам соответствующих

роликов, т.е.

Гг”

Р* ■ ~ г ' •

Сравним полученные выражения для определения тяговых усилий, выведенных с учетом деформации ободов роликов в местах контакта с приводным барабаном и между собой, с выражениями, выведенными при допущ ении, что ролики не деформируются в местах контакта.

Для первой схемы привода тяговое усилие

натяжениях See конвейерной ленты (порядка 10 кН) приближен­

ные формулы (23) и (24) дают приемлемую точность. Однако, с увеличением натяжения ленты See растет и ошибка. Например,

сравнению с обычным однобарабанным приводом с прижимным роликом.

Для рассмотренного случая тяговое усилие может быть повышено в 7-9 раз по сравнению с обычным однобарабанным приводом и в 2,5-3,5 раза по сравнению с приводом с прижим­ ным роликом. Реализация такого тягового усилия может быть осуществлена только в случае применения высокопрочных эластичных конвейерных лент: капроновых, анидных и других с пределом прочности на разрыв кр - 2,5+3 кН на 1 см ширины одной прокладки.

Основным параметром, характеризующим величину усилия прижатия основного ролика к барабану, является угол <р установки серег (или щек) роликов. Его величина может быть найдена из условия равновесия системы, т.е. из уравнения М (0) - 0, где М(0) - сумма моментов внешних сил, действующих на подвесную систему, относительно точки вращения серег

(щек).

Из расчетной схемы (см. рис. 3) с учетом приведенного анализа условий передачи тягового усилия ленте для второй

основного ролика; G - приведенный к оси основного ролика вес подвесной системы, состоящей из двух роликов и серег (щек) с зубчатой передачей; <р - угол между нормалью к конвейерной ленте и линией, соединяющей оси подвески серег (щек) и

Уравнение равновесия (26) справедливо также и для первой схемы привода (см. рис. 6), однако коэффициенты кг и кз

должны определяться при Wp - 0 (вспомогательный ролик не приводной).

Полагая

Приняв Р' - Ртис, по формуле (27) найдем угол <р установки роликов, при котором привод способен обеспечить максимально возможное тяговое усилие, определяемое формулами (16) и (20). При этом усилие нажатия вспомогательного ролика

Р" - P L , где

2.3. Выбор диаметров прижимных надувных роликов и определение мощности пробуксовывания

Диаметр основного прижимного привода ролика может быть определен из условия равенства максимально возможных нагру­ зок на наружные (растянутые) прокладки конвейерной ленты соответственно в зонах набегания и сбегания с приводного барабана. В этих зонах конвейерная лента подвержена растя­ жению и изгибу, в первом случае по рабочей поверхности барабана, во втором - ролика. Лента будет работать в одина­ ковых условиях, огибая барабан и ролик, при условии выпол­ нения равенства [1 ]

соответственно в точках набегания и сбегания ленты с при­ водного барабана, Н; Вл - ширина ленты, см; i - количество прокладок; б - толщина одной прокладки, м; Е - модуль упру­ гости одной прокладки, Па; R - радиус барабана, м; р радиус кривизны кривой изгиба эластичного обода надувного ролика в зоне набегания конвейерной ленты, м.

Вторые слагаемые левой и правой частей равенства (23) представляют собой удельные нагрузки, вызванные изгибом ленты [1 ].

Рис 10. Расчетная схема к определению диаметра при* жимного ролика

Решая равенство (29) относительно р, найдем оптимальное значение этого параметра

Под действием реакции приводного барабана, воздействия вспомогательного прижимного ролика и переменного давления конвейерной ленты пневматический обод основного ролика деформируется (рис. 10). Причем зона контакта обода ролика с приводным барабаном (через конвейерную ленту) имеет отрица­ тельную кривизну с радиусом R + 8Я, где 8Л - толщина ленты. Площадка контакта с вспомогательным роликом, учитывая не­ большую разность диаметров роликов и давлений воздуха в их ободах, а также ограниченную длину этой площадки с некоторым приближением может быть принята плоской. Поверхность обода, заключенная между приводным барабаном и вспомогательным роликом, имеет переменный радиус кривизны, соответствующий переменному натяжению ленты. Одностороннее давление ленты на эластичный ролик вызовет смещение площадки контакта ролика с приводным барабаном из положения 4-5 (см. рис. 10) в положе­ ние 4* 5', что будет способствовать некоторому увеличению радиуса кривизны р, т.е. облегчать условия огибания лентой прижимного ролика. Однако для упрощения исследования при определении величины р, а по ней и необходимого радиуса л эластичного ролика приняты следующие допущения:

Рис. 11. Расчетная схема к определению мощности, затрачиваемой на про­ буксовывание основного прижимного ролика относительно конвейерной ленты

контактная площадка расположена симметрично относительно линии, соединяющей центры приводного барабана и ролика;

обод эластичного ролика и огибающая его конвейерная лента на участке между вспомогательным прижимным роликом и при­ водным барабаном образованы цилиндрическими поверхностями постоянного радиуса (между точками 3-4 на рис. 10) и плоски­ ми участками (2-3), сопряженными со смежными участками соответственно обода и ленты.

Последнее допущение может быть обосновано тем, что рас­ сматриваемые участки обода и ленты невелики, натяжение ленты

10, 11 определим минимальное значение радиуса кривизны деформированного обода:

водного барабана, опирающийся на половину контактной площадки между приводным барабаном и роликом.

Величины yi и уг находятся при решении треугольников в соответствии со схемой (см. рис. 10):

где 5, 5i - центральные углы ролика, опирающиеся на половины контактных площадок соответственно между приводным барабаном и роликом,и между двумя роликами - основным и вспомогатель­ ным; значения 5 и 5i находятся через отношения радиусов деформированного и недеформированного роликов методом последовательных приближений [1, 19].

Подставляя в правую часть равенства (31) значения величин Уь у2, являющихся функцией n, из выражения (32), а в левую часть - значения р, выраженные через параметры привода и ленты, из формулы (30) найдем потребную величину радиуса г\ основного ролика. При сроках службы конвейерной ленты, определяемых не нагрузками, а механическим износом от воздействия транспортируемого материала, величина г\ может назначаться из обычных соображений, а минимальный радиус

При выборе радиуса г2 вспомогательного прижимного ролика необходимо руководствоваться следующим:

а) радиус должен быть максимально возможным, так как с увеличением радиуса возрастает допустимая величина усилия прижатия ролика к ленте, а следовательно, и развиваемое при­ водом тяговое усилие [23];

б) размеры прижимного ролика должны обеспечивать соот­ ветствующие зазоры Л] и Д2 между рабочей ветвью конвейерной ленты и поверхностью приводного барабана (см. рис. 10), обеспечивающие нормальную эксплуатацию приводного устройст­ ва. Эти требования могут быть выполнены при назначении величины радиуса г2 вспомогательного ролика, удовлетворяющей неравенствами:

(38)

где а - расстояние между рабочей и холостой ветвями кон­ вейерной ленты; Л - минимально допустимый зазор между ободом вспомогательного ролика и движущейся частью конвейера (лен­ той или приводным барабаном).

мально возможной стрелы провеса f ленты, т.е. ее провеса при холостой работе конвейера с максимально возможной загрузкой ленты транспортируемым материалом в зоне приводного устрой­ ства.

Расчетная величина стрелы провеса

между приводным барабаном и первой роликовой опорой, м; /р - расстояние между приводным барабаном и вспомогательным роликом, м; Бнб - натяжение набегающей ветви конвейерной ленты при холостой работе компьютера, Н.

Определим теперь затраты мощности привода конвейера, связанные с пробуксовыванием основного ролика относительно ленты и вызванные деформированным состоянием контактирующей с лентой поверхностью обода. Мощность трения (Вт), отнесен­ ная к оси приводного ролика, может быть определена как сумма

Потери мощности на участке 1-3 Si

М-з « М -2 - S (V - УлШ,

-Si

где v мгновенное значение составляющей окружной скорости обода ролика в направлении движения ленты, м/с; ул - ско­ рость движения ленты, м/с; (1S приращение натяжения лен­ ты, Н. Очевидно,

у - WiriCOsSi * const,

где a>i - угловая скорость вращения основного ролика, 1/с. Принимая равномерное распределение давления по контактной

площадке [23], найдем, что

через центры основного и вспомогательного роликов), рад; ц

ще W3-4 тяговое усилие (сила трения), развиваемое основ-

ным роликом на участке 3-4 [19], Н; Avcp среднее значение разности скоростей движения обода ролика и ленты на рас­ сматриваемом участке, м/с.

Причем

■ » . 1 ». Т ы *-

где <рз, Ч>4 угловые координаты участка 3-4 обода, рад; Av - мгновенное значение разности скоростей обода ролика и лент в точке обода, соответствующей радиусу г (см. рис. 11),

0 - угол между мгновенным радиусом обода г и радиусом кри­ визны р.

Значение г может быть определено из уравнения окружности радиуса р в полярных координатах с горизонтальной коорди­ натной осью и началом координат в центре ролика:

г3 - 2rrocos(y - (ро) + d - Р1,

еде го, <ро - линейная и угловая координаты центра окружности радиуса; ч> - угловая координата точки обода радиуса г.

Причем

(г > Го > 0, поэтому подходит только один корень квадратного уравнения).

С другой стороны, из треугольника (см. рис. 10) со сторо­ нами г«, р, г найдем

cos0 „ ..Г, - Г.асоа ((р - »о)

ные углы соответственно приводного барабана и ролика между линией, соединяющей их центры, и радиусами R + 8Л п г, пересекающимися на линии обода ролика.

В соответствии со схемой (см. рис. 10) можем записать:

г cos/3 + R'cosa - kri + R ',

где R ' - R + 5Я; к - отношение радиусов диформированного и недсформированного ролика [23].

Откуда*

к п + R" (1 - costt) со&Э

Подставляя значение г в формулу для у и принимая во вни­ мание, что

R ' sina - rsin£,

Nip = 4-5 кВт при максимальной мощности привода на валу приводного барабана 210-250 кВт.

Угловая скорость основного ролика может быть определена из условия, что ролик приводной, поэтому окружная скорость любой точки его обода, огибаемой лентой, должна отвечать условию у > Ул. Иначе отдельные участки обода ролика будут тормозить ленту. Из схемы, показанной на рис. 11 видно, что минимальное значение должно быть на участке 4-5 обода. Исследование на экстремум функции (44) дает:

“fa " “ -Wi(*ri + /?')sina - 0;

ш -wi(kn + R ') cosa < 0.

doc2

Так как cosa четная функция, при a — 0 у — у- . . . Сле­ довательно, минимальное значение скорость у будет иметь в

где т - коэффициент запаса, учитывающий упругое растяжение